人在睡眠狀態下，腦波會呈現不同的變化。在催眠狀態下，根據催眠狀態以及受到暗示的不同，腦波也會發生變化。
催眠時與睡眠時的腦波不同
人一旦入睡，腦波的頻率會變得比覺醒時還慢。首先，在淺度睡眠狀態下，腦波會變為θ波，而在深度睡眠狀態下，會出現δ波。與此相對，在催眠狀態下，根據催眠狀態的性質以及受到的暗示內容的不同，腦波也會發生變化。
在被誘導進入催眠狀態的階段，我們主要會看到β波。這是在覺醒狀態下思考問題時也會出現的一種腦波。在被誘導進入催眠狀態的過程中，受試者一旦逐漸放鬆下來，就會出現α波。α波對身心健康有益。這是一種人們在神清氣爽或者心平氣和的時候出現的腦波。
受試者一旦進入非常放鬆的深度催眠狀態，θ波就會發生變化，與淺度睡眠是相同的。受試者如果就此轉入催眠性睡眠，δ波也會出現。但是，一旦催眠師提問題讓受試者回答，或者讓其做某些動作，即使進入了深度催眠狀態，腦波也會立即恢複為β波。
如上所述，催眠狀態下的腦波會根據暗示或者進行某種行動而發生變化，從這一點我們也能夠了解到催眠與睡眠是不同的概念。這一點在測定E D A（皮膚電反應）時也是一樣，而且呼吸、心跳頻率等也是相同的。此外，睡眠時膝跳反射（敲打膝蓋時腳尖自動跳起的現象）會減弱或者消失，但是催眠時與覺醒時相比，沒有什麼變化（但是在馬上就要睡著的時候似乎會減弱）。